بيوتات الكيمياء التعليمية - عرض مشاركة واحدة - الكيمياء النشطة ( Active Chemistry )
عرض مشاركة واحدة
  #15   -->
قديم 01-04-2011, 11:25 PM
الصورة الرمزية لـ معلمة متطورة
معلمة متطورة معلمة متطورة غير متصل
مشرفة بيت المعلّم المتميز
 
تاريخ الانتساب: 05 2008
المكان: الاردن
مشاركات: 3,407
معلمة متطورة على طريق التميز و النجاح
افتراضي


تابع/ النشاط 4 : هل الذرات قابلة للانقسام ؟

حديث الكيمياء :-

تطورات نماذج الذرات :

نموذج ثومبسون :

كما علمنا في هذا النشاط أنه في عام 1800 , قام الفيزيائي الانجليزي ثومبسون بايجاد أدلة على وجود جسيمات مشحونة في الذرة وبالامكان فصلها . وقد سمى هذه الجسيمات ذات الشحنة السالبة بالإلكترونات. وعلى أساس المعلومات الجديدة التي توصل إليها , قام بافتراض نموذجا جديدا للذرة .


والنموذج عبارة عن كرة موجبة تكون الإلكترونات منغرسة فيها كما تظهر بالشكل السابق.
باستخدام نفس الادلة ,قام العالم الياباني ناجاوكا بتصميم نموذج للذرة , على شكل كرة كبيرة ذات شحنة موجبة محاطة بحلقة من الإلكترونات السالبة الشحنة. مثل هذه النماذج تبين اتفاق العلماء في ذلك الوقت , على أن الذرات ولابد وانها تحتوى على إلكتروتات. كما وانهم اتفقوا على أن الذرة متعادلة كهربائيا . وحتى يتحقق ذلك لابد من تساوي عدد الشحنات السالبة والشحنات الموجبة.


ميليكان وقياس كتلة وشحنة الإلكترون :

استطاع ثومبسون فقط قياس النسبة ما بين الكتلة / الشحنة للإلكترون , ولم يستطيع ايجاد الكتلة منفصلة. وقد قام العالم الفيزيائي الامريكي بتعيينها بتجربتة الشهيرة بقطرة الزيت.
صمم ميليكان جهاز لبخ الزيت في فوهة صندوق يحتوي على لوحين مشحونان في الأعلى بالشحنة الموجبة والأسفل بالشحنة السالبة.وعند بخ قطرات الزيت سيجعل جسيمات الإلكترونات السالبة التي في الضباب الزيتي بين قوتان, هما الجاذبية والكهربائية التي ستمنع الإلكترونات من السقوط والاتجاه نحو اللوح المشحون بالشحنة الموجبة ( انظر الشكل )



. وهكذا استطاع ميليكان بحساب شحنة الإلكترون وتساوي 1.6 × 10 -19 كولوم . وباستخدام نسبة الشحنة/ الكتلة استطاع تعيين كتلة الإلكترون لتكون 9.1 × 10 – 29 غم . وهذا ما يساوي 1/2000 لكتلة البروتون .. مما يعني أن الإلكترنات صغيرة جدا جدا ..

مصطلحات كيميائية :

جسيمات ألفا: عبارة عن أيونات الهيليوم المشحونة بالشحنة الموجبة.
النواة: المنطقة المركزية الصغيرة المكثفة في الذرة ,والتي تحتوى على الشحنة الموجبة ومعظم الكتلة.
البروتون : الجسيم المشحون بالشحنة الموجبة يوجد في نواة الذرة .

رذرفود مكتشف النواة:


لسنوات عدة , لم تظهر أي أدلة تعارض كل من نموذج ثومبسون أو نموذج ناجاوكا. غيرأنه في عام 1900, قام العالم رذرفورد من نيزلندا بتصميم تجربة لاختبار نماذج الذرة المتوفرة. فكانت التجربة بأن يطلق دقائق ألفا المشحونة بالشحنة الموجبة كصاروخ باتجاه صفيحة رفيعة من الذهب. وقد استخدم الذهب لأنه لين قابل للطي ويمكن عمل منه صفيحة رفيعة جدا. وكانت النتيجة أن معظم جسيمات ألفا الموجبة قد مرّت من من الصفيحة دزنما اعاقة. كما وأنها قد أخطأت الهدف. وهذا متوقع كوننا افترضنا أن كل من شحنة الذرة وكتلتها متوزعة بالتساوي في جميع انحاء ذرة الذهب. بعض دقائق الألفا قد انحرفت قليلا . إلا أن الأكثر إثارة من نتائج االتجربة هو قليل من جسيمات ألفا وكأنها قد أصابت الهدف في صفيحة الذهب وارتدت للخلف بشكل مستقيم للمصدر. هذا لم يكن متوقعا. فالاستنتاج المستخلص من ذلك هو أنه هناك أماكن صغيرة محددة تمتلك معظم الشحنة والكتلة. وكون الارتجاع والارتداد غير متوقع فقد تم تفسيره بافتراض أن هناك أماكن في الذرة تتمركز فيها كل من الشحنة والكتلة على حد تقدير 1 / 100000 من مساحة الذهب. وهكذا توصل رذرفودر إلى أن تقريبا كل الكتلة وكل الشحنة الموجبة في الذرة تتمركز تقريبا في المركز , وقد سماه بالنواة. واستخدم كلمة بروتون ليسمى الوحدة الموجبة في النواة.


وأفضل من يوصف قصة اكتشااف رذرفورد للنواة هو رذرفورد نفسه.فعدما قام هو وأحد طلبته هانس جيجر بدراسة انحرافات جسيمات ألفا السريعة أثناء مرورها من صفيحة الذهب . لاحظوا أن بعض الجسيمات قد تبعثرت بزوايا أكبر من المتوقع والمتفقة من نظرية تركيب الذرة السائدة في ذلك الوقت. بالأصل لم يتوقع رذرفورد أن أي من الجسيمات قد ترتد للخلف " أذكر يوما عندما جاء جيجر هو مثار قائلا : لقد وجدنا أن هناك من جسيمات ألفا ما ارتدت .." أن ذلك الحدث من الاحداث الغير معقولة التي حدثت لي في حياتي أجمع. فهي غير معقولة .. وكأنك اطلقت طلقة 15-انش ( قذيفة ) على قطعة من نسيج ورقي ثم ارتد لخلف واصابتك "

التفسير الفيزيائي :

ما تفسير تبعثر جسيمات ألفا بزوايا كبيرة وارتدادها الخلفي ؟ حسنا , إن القوة الرئيسية في هذا هو القوة الكهربائية. وتعتمد على قانون كولوم الذي نصه :" إن القوة ( ق ) بين جسيمين مشحونان ( ش1 و ش2 ) تتناسب عكسيا مع مربع المسافة بينهما ( ف )

ق = ثابت × ش1 × ش2 / ف *2
حيث أن الثابت ( k ) = 9 × 10 *9 نيوتن . م*2 / كولوم *2

فإذا كانت الشحنات مختلفة , فإن القوة ستكون تجاذب. أما إذا ما كانت الجسيمات ممتشابه في الشحنة فإن القوة ستكون تنافر . فالشحنات المختلفة تتنافر والمتشابه تتجاذب . وكلما اقتربت جسيمات ألفا موجبة الشحنة من النواة ذات الشحنة الموجبة , ستتسبب بقوة أكبر من التنافر وهذا ما فسّر الانحرافات بزوايا واسعة أو حتى الارتداد للخلف.

في هذا النشاط, تناولنا ألأدلة العملية لوجود كل من الإلكترونات والنواة . ولكن هل مثل هذه الانشطة متوفرة في المدارس؟
عادة , ما نتناول نظريات تركيب الذرة كحقائق بدون مناقشة أي من الادلة التي قادت إلى تلك النظرية. والعلوم تحتوي على الأدلة والنماذج والنظريات المتكدسة . ولا يذكر بأنها اعتبرت كحقائق.


اختبر نفسك ..

• ما هو الإلكترون ؟
• يعرف نموذج ثومبسون أيضا بـنموذج " حلوى الخوخ " ( pulm-pudding ) أو قد تسميه أنت بنموذج خبز الزبيب . وضح لماذا هذه مقارنة مناسبة بينهما ؟
• لماذ استغرب رذرفورد من أن هناك بعض جسيمات ألفا قد ارتدت للخلف عند اطلاقها على صفيحة الذهب ؟
• ما هي النواة ؟


ما هو اعتقادك ..

في بداية النشاط , كان هناك تساؤل :

• إذا ما كان بامكانك أن تفحص ذرة منفصلة من الذهب وأخرى من الرصاص , باعتقادك .. ما أوجه الاختلاف بينهما؟ وما وجه التشابه بينهما ؟
بين أوجه الشبه والاختلاف ما بين ذرة الذهب وذرة الرصاص , اعتمادا على ما تعلمته في هذا النشاط ؟


يتبع ..
__________________
(وَأَن لَّيْسَ لِلْإِنسَـٰنِ إِلَّا مَا سَعَىٰ ﴿٣٩﴾ وَأَنَّ سَعْيَهُۥ سَوْفَ يُرَىٰ ﴿٤٠﴾ ثُمَّ يُجْزَىٰهُ ٱلْجَزَآءَ ٱلْأَوْفَىٰ ﴿٤١﴾ وَأَنَّ إِلَىٰ رَبِّكَ ٱلْمُنتَهَىٰ ﴿٤٢﴾ )سورة النجم



"ان المستقبل ملك لأولئك الذين يؤمنون باحلامهم".
"The future belongs to those who believe in their dreams."
جورج برنارد شو
رد مع اقتباس